5

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

по курсу МЖГ

ВАРИАНТ 1-2-1

ТЕМА

Гидравлический расчет гидросистемы наполнения водой из скважины технологических емкостей

Описание объекта расчёта

Объектом расчёта является гидросистема, предназначенная для одновременного наполнения водой (плотность , кинематический коэффициент вязкости ) двух одинаковых цилиндрических ёмкостей (диаметр D, высота Н).

Погружной насос (погружным называется насос, который обеспечивает подачу жидкости в гидросистему будучи вместе с приводным электродвигателем погружен непосредственно в перекачиваемую жидкость) поднимает воду из скважины по трубопроводу (общая длина труб l, их диаметр d, эквивалентная абсолютная шероховатость стенок ; суммарный коэффициент местных сопротивлений, входящих в состав трубопровода за исключением расходомера ζ ) в водонапорную башню, уровень в которой поддерживается на постоянной отметке В специальной автоматической системой (не изображённой на рисунке). Величина расхода, подаваемого в водонапорную башню, контролируется расходомером. В рассматриваемой гидросистеме применен расходомер работающий на принципе измерения расхода по перепаду статических напоров, создаваемых нормальным соплом, выходной диаметр которого d_с. Перепад статических напоров на сопле, измеряется с помощью дифференциального пружинного манометра.

Из водонапорной башни вода по трубе (l₀, d₀, ₀) поступает к узлу K. В узле К труба (l₀, d₀, ₀) разделяется на две трубы (l₁, d₁, ₁, суммарный коэффициент местных сопротивлений за исключением вентиля ζ₁) и (l₂, d₂, ₂, суммарный коэффициент местных сопротивлений включая вентиль ζ₂), по которым вода и подводится к заполняемым ёмкостям.

Заполненные водой ёмкости транспортируют к месту назначения по двум параллельно идущим железнодорожным путям к месту назначения, где из них производится слив воды. Сливается вода через цилиндрические патрубки диаметра D₀, наклонёнными к горизонту под углом _0.. Патрубки перекрыты дисковыми затворами, управляемыми с помощью рукояток.

Задание

Выполнить поэтапно расчёт элементов гидросистемы и параметров их работы при ниже приведенных исходных данных.

Физические характеристики воды:

плотность воды  = 10³ кг/м³;

кинематический коэффициент вязкости (кинематическая

вязкость)  = 10^-2 Ст.

Характеристики трубопроводов:

l = 80 м, d = 180 мм, Δ = 0,2 мм, ζ = 8;

l₀ = 120 м, d₀ = 110 мм, Δ₀ = 0,2, ζ₀ = 4;

l₁ = 30 м, d₁ = 80 мм, Δ₁ = 0,2, ζ₁ = 5;

l₂ = 180 м, d₂ = 80 мм, Δ₂ = 0,2, ζ₂ = 9;

▽T = 4 м.

Характеристика расходомера:

d_c = 130 мм,

Характеристики ёмкости:

D = 1,2м, H = 3,5 м,

D₀ = 0,2м,

h = 3,6 м,

α = 45^о,

L = 1,3 м.

Ёмкость считается полностью заполненной, если уровень воды в ней находится ниже верхней кромки на ∆Н = 0.25 м

Уровень воды в водонапорной башне ▽В = 35 м.

Этап первый

Гидростатические расчёты

Срок выполнения: 7 неделя.

1. С каким предельным ускорением допустимо перемещать цилиндрическую ёмкость по прямолинейному горизонтальному пути, чтобы вода из неё не выплёскивалась?

2. Вычислить момент, который возникает на рукоятке дискового затвора, при:

- неподвижной ёмкости,

- разгоняющейся с выше определенным максимальным допустимым ускорением,

- торможении с максимальным допустимым отрицательным ускорением.

Дополнительное задание:

1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по разделу «Гидростатика» написать краткий реферат на тему: «Вывод дифференциального уравнения равновесия жидкой среды (уравнения Эйлера)».

2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидростатики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза: II - 9; III - 11; IV – 13.

Этап второй

Расчёты кинематических и динамических параметров движения жидкости в системе

Срок выполнения: 13 неделя.

1. Определите величину коэффициента сопротивления вентиля

ζ _в1, необходимую для того, чтобы обе цилиндрические ёмкости наполнялись за одно и тоже время и саму величину времени наполнения емкостей.

1. Определите потери напора в трубопроводе, создаваемые расходомером. Принять коэффициент сопротивления сопла на участке подсоединения дифференциального манометра ζ_с = 0,08.

Дополнительное задание:

1. Для углубления знаний теоретических аспектов механики жидкости и газа по рассматриваемым в курсовой работе разделам «Гидродинамики» написать краткий реферат на тему: «Вывод уравнения Бернулли для установившегося потока вязкой несжимаемой жидкости».

2. Для освоения методики расчета элементов гидроприводов, основанной на применении законов гидродинамики, решить задачи из “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза: VII – 39; IX - 46; X – 14.

Этап третий

Расчёт параметров работы насоса на гидросистему.

Срок выполнения: 15 неделя.

1. Определите необходимый напор насоса H_н при вычисленной с учетом ранее изложенного подаче Q_н и заданной отметке уровня воды в водонапорной башне В. Потерями на входе в насос пренебречь.

2. Определите полезную мощность насоса.

Рекомендация: для расчета параметров работы насоса на гидросистему воспользоваться сведениями, приведенными во вводной части к XIV главе “ Сборника задач по машиностроительной гидравлике” под редакцией И. И. Куколевского и Л. Г. Подвидза.